Здравствуйте.
Требуется создание амплитудного модулятора коэффициента усиления.
Глубина модуляции 10дБ.
Частота модуляции 1-5кГц меандр.
Диапазон частот 12- 15ГГц.
Развязка 30-40 дБ
Особые требования:
-высокая стабильность коэффициента модуляции (от температуры, управляющего напряжения)
-малая неравномерность частотной характеристики в открытом и закрытом состояниях (до 0,5дБ)
-малые потери в открытом состоянии (менее 1 - 1,5 дБ)
-хорошее согласование (КСВ 1,3 -1,5)

Желательно микрополосковое исполнение, в крайнем случае волноводная конструкция.
Данный девайс планируется устанавливать на входе радиометра, а требования по коэффициенту шума достаточно жесткие.

Кто делал подобные устройства, пожалуйста, поделитесь своим опытом.

Подскажите, пожалуйста, что есть "развязка" амплитудного модулятора?
Между СВЧ трактом и входом модуляции?

Речь идет о развязке между плечами модулятора по СВЧ сигналу.

Я тоже не могу понять между какими плечами.
Скачайте, например, Веселова "Микроэлектронные устройства СВЧ" там в районе 85-86 страниц есть описание аттенюаторов, которые мы использовали для амплитудной модуляции с неплохими параметрами по КСВ в 2см диапазоне. Диоды - что-нибудь типа 2А547А-3. Конденсаторы не ставятся - идет сплошной полосок 50Ом, а с другой стороны - заземление диодов по СВЧ клювиками лямбда на 4, потом узкий дроссель лямбда на 4 с еще одним клювиком, потом токозадающие резисторы. Полосок 50Ом, само собой, по постоянке через такую же развязку на корпусе. Не смотря на наличие расстояния лямбда на 4 между диодами, аттенюатор достаточно широкополосен - с 5 диодами почти октава и глубина регулировки 40дБ ЕМНИП. Вам и 3-х хватит.

Вроде просили согласованный в широком диапазоне ослаблений, т.е звенья должны держать постоянный импеданс независимо от управляющего тока. Взять классику типа аттача с балансом тока. Т.е открывая схему на проход, одновременно призакрываем ее на заземляющие нагрузки. Схема управления током в плечах- вот самое интересное. Делалось и цифровое, и с балансировкой по холостым диодам (те же самые PiN диоды стоят в качастве эталонов в цепях ОС генераторов тока на операционниках), даже рефлектометр встроенный когда-то делали и по нему подстраивали минимум отраженки.

На 2 см и с потерей 1 - 1.5 дБ я бы не ставил последовательно/параллельно в тракт диоды. Уж очень жесткое требование - здесь даже на переходах (перемычках с платы на плату) потеряться больше может.

Согласен, Пи-звенья дадут слишком большое затухание на проходе. Тогда можно посмотреть вот это http://www.odyseus.nildram.co.uk/RFMicrowa.../Attenuator.pdf Fig14 в конце файла и пересчитать под свою частоту.

Дык а два моста плюс развязка по постоянке - потери сразу больше 1.5 дБ. Мы лет 6 серийно делали что-то типа вложения, правда не менее 4-х диодов - попытался нарисовать, то что выше было на словах. Ну и ПМСМ здесь из-за ассиметричности схемы все-таки надо соблюдать вход-выход.

Сообщение отредактировал ledum - Apr 28 2010, 12:06

А какова будет неравномерность АЧХ для такой схемы?
Мне большого ослабления не требуется (всего 10дБ), но при этом нужна высокая стабильность глубины модуляции
от температуры и управляющего напряжения.
Мне кажется что более стабильны в этом плане должны быть схемы переключательного типа с фиксированным резистивным аттенюатором в одном из плечей.

При глубине модуляции 10 дБ максимальная "развязка" между СВЧ входом и выходом будет равна ...10 дБ.
Хотя конечно, если этот параметр (40 дБ) весьма важен, можно на вход или выход поставить аттенюатор 40 дБ, а модуляция будет заключаться в изменении затухания модулятора от 40 до 50 дБ.
Но, как мне показалось, делается приёмник с накоплением, поэтому затухание на входе должно (в открытом состоянии) быть минимальным.
Путь известный: волновод с диодами между широкими стенками.
Такая конструкция даже когда-то была описана в журнале "Радиолюбитель".
Делать накапливающий приёмник с затуханием на входе 3 дБ -бесполезно.

Честно говоря - меряли в полосе где-то 0.5ГГц, и неравномерность определялась только нашими полосково-волноводными переходами, а не модулятором. У такой схемы она действительно очень мала. Стабильность проверялась в температурном диапазоне минус 60 +85 была очень хорошей. Но от тока, а не напряжения, но при достаточно большом модулирующем напряжении и резисторах это уже не имеет значения. Смутно вспоминается, что пришлось все-таки подавать небольшое запирающее смещение, чтобы обеспечить малые потери в открытом состоянии, но у нас драка шла за каждый милливатт при 100 мВт. Диоды тоже точно не помню - могли быть и 2А533А-3. Попробуйте сделать на низкой частоте (гиг - два) с дешевыми диодами типа 2А517 - позволит увидеть хотя бы поведение такого типа модуляторов от тока, температуры и по полосе. На высоких тенденция сохраняется, но резко возрастают требования к конструкции, материалу подложки и монтажу. Такие диоды разваривать не подарок - длина меньше миллиметра.
Коммутируемые фиксированые, конечно надежнее в плане устойчивости характеристик, но сколько потерь нагребет коммутатор? Тем более, у Вас будет либо ИМ, либо при большем количестве градаций - бОльшие потери.

Сообщение отредактировал ledum - Apr 28 2010, 18:59

На самом деле речь идет о части, которая используется в составе модуляционного радиометра с шумовым пилот-сигналом. Данная схема в одном варианте располагается после охлаждаемого до гелиевых температур МШУ в составе теплого блока преобразования в базовую полосу промежуточных частот. Синхронный фильтр и детектор располагаются далее в отдельном устройстве и работают с входной полосой 0,1-1ГГц. И в данном случае потери могут быть несколько больше (3-4 дБ) в открытом состоянии.
Мы планируем разработку в которой нас обязывают сделать модулятор по входу, установить за ним вентиль и при этом коэффициент шума не должен превышать 3,2 дБ. Вот и чешем репу, как сделать стабильный модулятор с малыми потерями.



В настоящее время, модернизировали конструкцию своего мод. радиометра и в ней как раз уходили от модулятора на пин-диодах. По входу стоял корпусированный циркулятор, к одному плечу был присоединен аттенюатор на 10дБ, а другое напрямую кабельной перемычкой соединялось с корпусированным СВЧ коммутатором на пин-диодах 2 в 1. Для нормальной работы коммутатора использовалась спец. плата, формирующая прокалывающие импульсы для увеличения скорости переключения. Естественно двухполярное напряжение для подпирания диодов. Вообщем большие потери, неравномерность АЧХ, конструкция прошлого века....
При модернизации сделали в виде двух коммутаторов и аттенюатора в одном плече. Пробовал диодные сборки кристаллов MASW210, очень малые потери получить не удалось. Планировалось менее 2 дБ, получил около 4-5 дБ. Как сейчас уже понимаю виной всему разделительные конденсаторы
Сейчас сделали на СВЧ транзисторных коммутаторах - потери 3,5 - 4 дБ, но не надо ничего разваривать, плюс управление однополярное. Хорошая равномерность АЧХ, высокая стабильность характеристик.

В общем хотел узнать может чего-то не знаю.... и где-то делают совсем уникальные веши

Самое малошумящее для радиометра- это механика. Прорезь в волноводе и в ней крутится диск механического прерывателя с отверстиями. Если брать моторчики от шпинделей винчестеров- получается быстро, без шума и вибраций, стабильно по частоте. Была еще конструкция с вибрирующей стенкой или КЗ поршнем. Привод- электродинамический или пьезо. Но оно безобразно свистит на этих частотах.

Ну потери у нас точно были меньше 2дБ. При суммарном токе 20 мА через все 4 диода - потери 16дБ+-2дБ. Где-то так. При максимальном токе - 35-40. Конденсаторы с 7гиг везде ставили подсмотренные у фрязинцев - типа интердиджител, только из двух пальцев лямбда на 4. Где-то в книжке видел картинку - найду, то выложу - можно будет промоделировать на широкополосность.
Нашел "ПП приборы в технике связм" Вып 26. Качество никакое, но принцип понятен

Сообщение отредактировал ledum - Apr 28 2010, 20:41

Еще один вариант на 0,1-4ГГц, только не совсем понял с управлением-
 wideband_attenuator.pdf ( 145.73 килобайт ) Кол-во скачиваний: 490